生物质超临界水气化制氢过程的能分析与（火用）分析

【摘要】：氢是一种可储存、可运输的清洁能源,有望成为21世纪与电力并重的主要终端能源。大力开发生物质能和氢能可以改善能源结构,减少环境污染,满足人们对清洁能源的需求。生物质超临界水气化制氢是近二三十年兴起的一种高效洁净能源转化技术,不仅可直接处理含水量高的湿生物质,无需高能耗的干燥过程,而且气化率高,过程封闭,清洁无污染,显示出良好的开发前景,因而得到众多学者的关注并逐步得到较为深入的研究。 本文首先对生物质模型化合物甲醇及葡萄糖的超临界水气化制氢过程进行了能分析和(火用)分析,重点研究了浓度、温度、供热方式以及换热效率对甲醇及葡萄糖在超临界水中转化为富氢气体过程中的能量和(火用)的定量影响;其次,对完全气化与变压吸附相结合的甲醇气化制氢过程的能量转化和(火用)流分布进行了分析,揭示了影响这一转化过程的关键因素和主要环节;继而对影响煤/羧甲基纤维素钠混合物的超临界水气化制氢过程的主要因素进行了考察;最后对甲醇超临界水气化制氢的反应机理进行了初步探讨。 通过对生物质模型化合物的超临界水气化制氢过程的能分析和(火用)分析的实践,提供了一种用于生物质超临界水气化制氢系统进行能分析和(火用)分析的方法。研究表明:(1)物料浓度和反应温度对生物质超临界水气化制氢过程有重要的影响;(2)在整个制氢过程中(火用)损最大的环节是加热过程,应着重优化,以便节能;(3)超临界水气化制氢过程具有较高的能量转化效率和(火用)效率,是一种高效洁净的能源转化和利用新途径。 【关键词】：生物质 超临界水 制氢 (火用) 能
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TQ116.2
【目录】：

• 1 绪论9-15
• 1.1 研究背景9-11
• 1.1.1 氢能9-10
• 1.1.2 生物质资源及生物质能利用方式10
• 1.1.3 超临界水的性质及特点10-11
• 1.2 生物质制氢国内外研究现状11-13
• 1.2.1 生物质制氢国外研究现状11-13
• 1.2.2 生物质制氢国内研究现状13
• 1.3 本文具体研究工作13-15
• 2 能量分析方法及评价指标15-24
• 2.1 概论15
• 2.2 用能系统分析方法比较15-18
• 2.2.1 热力学第一定律和能量平衡16
• 2.2.2 热力学第二定律和能量品质16-18
• 2.3 (火用)分析法18-22
• 2.3.1 (火用)分析目的与内容18-19
• 2.3.2 (火用)的定义及组成19-20
• 2.3.3 (火用)平衡方程20-21
• 2.3.4 (火用)效率21-22
• 2.4 用能系统分析指标的定义及计算22-24
• 3 甲醇超临界水气化制氢过程的能分析及(火用)分析24-35
• 3.1 概述24-25
• 3.2 甲醇超临界水实际气化制氢过程的能分析和(火用)分析25-31
• 3.2.1 浓度对甲醇超临界水气化制氢过程的影响25-28
• 3.2.2 温度对甲醇超临界水气化制氢过程的影响28-31
• 3.3 甲醇超临界水完全气化制氢过程的能分析和(火用)分析31-33
• 3.3.1 甲醇超临界水气化制氢工艺流程31-32
• 3.3.2 甲醇超临界水完全气化制氢过程的能分析和(火用)分析计算32-33
• 3.4 甲醇超临界水气化制氢反应机理初探33-35
• 4 葡萄糖超临界水气化制氢过程的能分析及(火用)分析35-41
• 4.1 概述35
• 4.2 葡萄糖超临界水实际气化制氢过程的能分析和(火用)分析35-41
• 4.2.1 浓度对葡萄糖超临界水气化制氢过程的影响35-38
• 4.2.2 温度对葡萄糖超临界水气化制氢过程的影响38-41
• 5 煤／CMC混合物超临界水气化制氢能分析及(火用)分析41-47
• 5.1 概述41-42
• 5.2 煤／CMC超临界水实际气化制氢过程的能分析和(火用)分析42-47
• 5.2.1 煤／CMC气化实验数据42-43
• 5.2.2 煤／CMC基本参数计算43-44
• 5.2.3 煤／CMC超临界水实际气化制氢过程的能分析和(火用)分析44-47
• 6 结论47-48
• 致谢48-49
• 参考文献49-54
• 附表54-55

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